ccna conceptos y protocolos de enrutamiento chapter 1

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Introducción al enrutamiento y reenvío de paquetes

Conceptos y protocolos de enrutamiento: capítulo 1


Objetivos

Identificar un router como una computadora con un sistema operativo (SO) y un hardware diseñado para el proceso de enrutamiento.

Demostrar la capacidad para configurar dispositivos y aplicar direcciones.

Describir la estructura de una tabla de enrutamiento.

Describir de qué manera un router determina una ruta y conmuta paquetes.


Los Routers son computadoras

Un router es una computadora especializada en enviar paquetes en redes de datos.

Responsables por interconectar redes a través de la selección de la mejor ruta para llegar al destino.

Componentes de hardware y software:

CPU

RAM

ROM

Sistema Operativo



Componentes de un router y sus funciones

CPU – Ejecuta las instrucciones del sistema operativo:

Iniciar sistema

Funciones de enrutamiento

Funciones de conmutación

RAM (Random Access Memory) – La RAM almacena los siguientes componentes:

Sistema Operativo: El IOS (Internetwork Operative System) de Cisco se copia en la RAM durante el arranque.

Tabla de enrutamiento IP: Contiene información sobre redes directamente conectadas y remotas. Se utiliza para determinar la mejor ruta para enviar paquetes.

Cache ARP

Buffer de Paquetes

Running configuration

La RAM pierde su contenido cuando un router se apaga.



Componentes de un router y sus funciones

ROM (Read-only memory) – La ROM almacena los siguientes componentes:

Instrucciones de bootstrap

Software de diagnóstico básico

Versión de IOS a escala reducida.

La ROM utiliza firmware.

La ROM no pierde su contenido cuando el router se apaga.

NVRAM (Non-volatile RAM) – Almacena la configuración de arranque (startup configuration). La configuración incluye : parámetros IP.

La NVRAM no pierde su contenido cuando el router se apaga.

Memoria Flash – Contiene el sistema operativo. Consiste en SIMMs o tarjetas PCMCIA, pueden ser actualizadas para aumentar la cantidad de memoria.

Interfaces – Existen múltiples interfaces físicas, se utilizan para interconectar redes.

Ethernet/Fast ethernet

Interfaces seriales

Interfaces de administración


Sistema Operativo de Internetwork

El IOS de Cisco es un sistema operativo multitarea integrado a las funciones de enrutamiento, conmutación, internetworking y telecomunicaciones.

Existen muchas imágenes diferentes de IOS dependiendo de las características y el modelo del router.

Mas funciones, IOS más grande, más memoria flash y RAM. IPv6, NAT, etc.

La interfaz de línea de comandos (CLI) es el método más común para configurar los routers Cisco, algunos routers proveen también GUI


Proceso de arranque del router

1. Ejecución del POST (Autodiagnóstico al encender)

2. Carga del programa de bootstrap

3. ubicación y carga del software Cisco IOS

4. Ubicación y carga del archivo de configuración de inicio o ingreso al modo de setup.


Verificación del proceso de arranque

El comando show version se utiliza para ver información

del router sobre el proceso de arranque.


Dentro del Router

Interfaces de Router

Puertos de Administración.- No se usan para el reenvío de paquetes

El puerto de administración más común es el puerto de consola.

Se utiliza en la configuración inicial del router. Se conecta a través de una PC mediante un programa de emulación de terminal

El otro puerto de administración (no es común en todos los routers), es el puerto AUX


Dentro del Router

Interfaces del Router

Este tipo de interfaz (WAN o LAN) se utilizan para recibir y reenviar paquetes.

Los routers conectan diferentes tipos de redes, para el acceso a la LAN pueden tener interfaces del tipo FastEthernet, así como distintos tipos de interfaces WAN (T1,DSL, ISDN)

Los routers Cisco utilizan indicadores (LEDs) para proveer información del estado de las interfaces.


Dentro del Router

Interfaces del Router (cont.)

Las interfaces pertenecen a diferentes redes. Cada interfaz tiene configurada una dirección IP en una red diferente.

Interfaz LAN. Como su nombre lo indica es una interfaz que se utiliza para conectar un router a la LAN de la misma manera que una NIC conecta una PC a la LAN.

El router contiene una dirección de capa 2 (mac-address) que participa en los procesos ARP, también contiene un cache ARP.

La interfaz del router generalmente utiliza un conector RJ-45.

Router a Router/PC – cable cruzado

Router a Switch – cable directo


Dentro del Router

Interfaces del Router (cont.)

Interfaces WAN. Se utilizan para conectar los routers a redes externas, utilizan diferentes conectores, el encapsulamiento a nivel de capa 2 puede ser: PPP, FrameRelay, HDLC.

Cada interfaz WAN tiene su propia dirección IP que la identifica de forma única en una red específica.

Utilizan sus propias direcciones de capa 2 dependiendo de la tecnología.


Dentro del Router

Router y la capa de Red

La principal función del router es recibir paquetes en una interfaz y reenviarlos en otra interfaz* revisando la dirección de destino de los paquetes. A esto se denomina proceso de enrutamiento.


Dentro del Router

Router y la capa de Red

Los routers operan en las capas 1, 2 y 3.


Configuración y direccionamiento de la CLI

Implementación de esquemas de direccionamiento básicos.



Configuración básica del Router

Durante la configuración inicial se realizan algunas tareas básicas.

Nombre

Contraseñas

Mensajes



Configuración básica del Router

R1(config-if)#clock rate 64000



Verificación de la configuración básica

R1#show running-config

R1#copy running-config startup-config

R1#show startup-config

R1#copy running-config startup-config

R1# show ip route

R1# show interfaces

R1#show ip interface brief


Construcción de la tabla de enrutamiento

Introducción de la tabla de enrutamiento

El router busca la información de enrutamiento almacenada en su tabla de enrutamiento.

La tabla de enrutamiento se encuentra en la RAM, básicamente contiene asociaciones entre redes y el siguiente salto, también puede ser la interfaz de salida hacia el destino final.

Si la relación entre red e interfaz de salida corresponde a la red de destino, se trata de una red directamente conectada.

Una red remota es una red que no está directamente conectada al router, a esta red solo se puede llegar enviando los paquetes a otro router.

Las redes remotas se agregan a la tabla de enrutamiento de forma estática o dinámica.



Introducción de la tabla de enrutamiento

El comando show ip route



Redes conectadas directamente

Cuando se configura una interfaz (activación + direccionamiento IP) se agrega a la tabla de enrutamiento la red a la pertenece la IP de la interfaz como red directamente conectada.



Enrutamiento estático Se configura manualmente por el administrador.

Incluye la dirección y la máscara de la red de destino, junto con la dirección IP del router del siguiente salto o la interfaz de salida.

Las rutas estáticas tienen la letra S como código en la tabla de enrutamiento.



Enrutamiento estático

Se utiliza enrutamiento estático cuando:

Una red está compuesta por unos pocos routers solamente

Una red se conecta a Internet solamente a través de un único ISP

Una red extensa está configurada con una topología (hub-and-spoke)

Generalmente una tabla de enrutamiento contiene una combinación entre rutas directamente conectadas, rutas estáticas y generadas por protocolos de enrutamiento.



Enrutamiento dinámico En este caso las redes remotas son agregadas por protocolos de enrutamiento dinámico.

En la figura, la red 192.168.4.0/25 aparece en R1, aprendida desde R2 a través del protocolo de enrutamiento dinámico RIP (Routing Information Protocol)

En la tabla de enrutamiento, esta entrada tiene el código R (RIP).



Enrutamiento dinámico (Cont.)

Los protocolos de enrutamiento ejecutan varias actividades.

Descubrimiento automático de las redes

Compartir información sobre las redes que un router conoce (ej. Redes directamente conectadas) con otro.

Mantenimiento de las tablas de enrutamiento

Después del descubrimiento inicial de la red, los protocolos de enrutamiento dinámico actualizan y mantienen las tablas de enrutamiento.

Determinar el mejor camino.

Determinar el mejor camino nuevo si el anterior se vuelve inutilizable.



Protocolos de enrutamiento dinámico

Protocolo de información de enrutamiento (RIP, Routing Information Protocol)

Protocolo de enrutamiento de gateway interior (IGRP, Interior Gateway Routing Protocol)

Protocolo de enrutamiento de gateway interior mejorado (EIGRP, Enhanced Interior Gateway Routing Protocol)

Open Shortest Path First (OSPF)

Intermediate-System-to-Intermediate-System (IS-IS)

Protocolo de gateway fronterizo (BGP, Border Gateway Protocol)

CCNA2: RIP (versión 1 y 2), EIGRP y OSPF



Principios de la tabla de enrutamiento

1. Cada router toma sus propias decisiones en forma independiente, según la información de su propia tabla de enrutamiento.

2. El hecho de que un router tenga cierta información en su tabla de enrutamiento no significa que los otros routers tengan la misma información.

3. La información de enrutamiento acerca de una ruta de una red a otra no proporciona información de enrutamiento acerca de la ruta inversa o de retorno.



Enrutamiento asimétrico

Dado que los routers no necesariamente tienen la misma información en sus tablas de enrutamiento, los paquetes pueden recorrer la red en un sentido, utilizando un camino, y regresar por otro camino

El enrutamiento asimétrico es más común en Internet, que usa el protocolo de enrutamiento BGP

El administrador de la red debe verificar la siguiente información de enrutamiento:

¿Existe una ruta de origen a destino que esté disponible en ambos sentidos?

¿La ruta que se tomó en ambos sentidos es la misma ruta? (El enrutamiento asimétrico no es inusual, pero a veces puede causar otros problemas).


Determinación de ruta y funciones de conmutación

Campos de paquetes y tramas



La métrica y el mejor camino

Un router solo pública las mejores rutas en la tabla de enrutamiento.

Si existe más de una camino hacia la misma red de destino el router escoge la ruta más optima (la más corta)

Para saber el mejor camino, el router utiliza la ‘métrica’ (distancia para llegar al destino)

RIP (conteo de saltos)

OSPF (ancho de banda)



Balanceo de carga del mismo costo

Cuando un router tiene múltiples rutas hacia un mismo destino con la misma métrica, el router hace un balanceo de carga.

Un router bajo ciertas condiciones puede hacer balanceo de carga con rutas de métrica distinta.



Determinación de ruta

Dos funciones durante el reenvío de paquetes.

Determinación de la ruta

Conmutación

La búsqueda de una ruta en la tabla de enrutamiento puede tener los siguientes resultados:

Red directamente conectada

Red remota

Sin determinación de ruta



Función de conmutación

Después de determinar la mejor ruta, el router debe encapsular el paquete para que pueda ser entregado por la interfaz de salida.

Conmutación es el proceso de aceptar un paquete por una interfaz y reenviarlo a otra interfaz


Resumen

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